EP3173313B1 - Elektrische servolenkvorrichtung - Google Patents

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EP3173313B1 EP15845128.6A EP15845128A EP3173313B1 EP 3173313 B1 EP3173313 B1 EP 3173313B1 EP 15845128 A EP15845128 A EP 15845128A EP 3173313 B1 EP3173313 B1 EP 3173313B1
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Claims (9)

  1. Elektrische Servolenkvorrichtung, die Folgendes umfasst:
    ein Gehäuse (3a);
    eine Rotationswelle (2), die drehbar in dem Gehäuse (3a) angeordnet ist;
    ein Schneckenrad (4), das konzentrisch in Bezug auf die Rotationswelle (2) im Inneren des Gehäuses (3a) gelagert ist und mit der Rotationswelle (2) rotiert;
    eine Schneckenwelle (6a), die eine Schnecke (5) in einer axial mittleren Position aufweist und bewirkt, dass die Schnecke (5) in das Schneckenrad (4) eingreift;
    ein auf der Seite der Basis angeordnetes Lager (8a), das einen Basisabschnitt der Schneckenwelle (6a) so lagert, dass diese in dem Gehäuse (3a) drehbar ist;
    ein auf der Seite der Spitze angeordnetes Lager (9a), das einen Spitzenabschnitt der Schneckenwelle (6a) so lagert, dass diese in dem Gehäuse (3a) drehbar ist;
    einen Elektromotor (7), dessen Spitzenabschnitt einer Ausgangswelle mit dem Basisabschnitt der Schneckenwelle (6a) in Eingriff gelangt, so dass eine Rotationskraft übertragen werden kann; und
    ein Vorspannmittel (25, 25a-25h) zum Vorspannen der Schnecke (5) in Richtung des Schneckenrads (4) durch Vorspannen des Spitzenabschnitts der Schneckenwelle (6a) gegen die Seite des Schneckenrads und Hervorrufen einer Schwingung der Schneckenwelle (6a),
    wobei das auf der Seite der Spitze angeordnete Lager (9a) außen an den Spitzenabschnitt der Schneckenwelle (6a) angepasst und durch diesen gestützt ist,
    wobei das Vorspannmittel Folgendes umfasst:
    ein Gleitelement (26, 26a-26g), das so angeordnet ist, dass es in einer Längsrichtung der Schneckenwelle (6a) zwischen einer Außenumfangsoberfläche des auf der Seite der Spitze angeordneten Lagers (9a) und einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses (3a) verschiebbar ist, und das einen ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) aufweist, der in Bezug auf eine Mittelachse des auf der Seite der Spitze angeordneten Lagers (9a) auf einer beliebigen Umfangsoberfläche von Außenumfangsoberfläche und Innenumfangsoberfläche geneigt ist,
    einen zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a), der in Bezug auf das Gehäuse oder das auf der Seite der Spitze angeordnete Lager (9a) in einem Zustand angeordnet ist, in dem eine Verschiebung in Längsrichtung der Schneckenwelle (6a) verhindert wird und der an den ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) angepasst ist, und
    ein Vorspannelement (29, 29a), das das Gleitelement (26, 26a-26g) in Richtung der Basisseite der Schneckenwelle (6a) in Längsrichtung der Schneckenwelle (6a) vorspannt, und
    wobei das Vorspannmittel (25, 25a-25h) als Reaktion auf einen Vorgang, bei dem das Vorspannelement das Gleitelement in Richtung der Basisseite der Schneckenwelle (6a) in die Längsrichtung der Schneckenwelle vorspannt, und zwar auf der Grundlage eines Vorgangs, bei dem das Gleitelement (26, 26a-26g) oder ein Element, das den zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a) aufweist, in Richtung der Seite des Schneckenrads verschoben wird, den Spitzenabschnitt der Schneckenwelle (6a) gegen die Seite des Schneckenrads vorspannt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die elektrische Servolenkvorrichtung ferner eine der folgenden Merkmalsgruppen umfasst:
    ia) das Gleitelement (26, 26a-26g) umfasst mehrere geteilte Elemente, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind;
    oder
    ib) das Gleitelement (26, 26a-26g) ist in einer um den gesamten Umfang herum verbundenen Ringform ausgebildet und der erste geneigte zylinderförmige Flächenabschnitt (30, 30a) ist nur in einem Abschnitt in Umfangsrichtung auf einer Umfangsoberfläche des Gleitelements ausgebildet;
    und/oder eine oder beide der folgenden Merkmalsgruppen:
    ii) ein Element zur Ausbildung des zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitts (32, 32a) ist in einer um den gesamten Umfang herum verbundenen Ringform ausgebildet und der zweite geneigte zylinderförmige Flächenabschnitt (32, 32a) ist nur in einem Abschnitt in Umfangsrichtung auf einer Umfangsoberfläche des Gleitelements ausgebildet;
    iii) ein Abschnitt auf einer Umfangsoberfläche auf einer Seite, die den ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) des Gleitelements (26, 26a-26g) aufweist, und ein Abschnitt auf einer Umfangsoberfläche auf einer Seite, die den zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a) eines Elements, das den zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a) aufweist, greifen mechanisch ineinander ein, um eine relative Rotation zwischen dem Gleitelement und dem Element, das den zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt aufweist, zu verhindern.
  2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei das Gleitelement (26, 26a-26g) den ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) auf der Außenumfangsoberfläche aufweist und
    wobei der zweite geneigte zylinderförmige Flächenabschnitt (32, 32a) auf einer Innenumfangsoberfläche eines Führungselements (28, 28a-28d) ausgebildet ist, das innen an das Gehäuse (3a) angebracht oder einstückig mit dem Gehäuse (3a) ausgebildet ist.
  3. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2,
    wobei in einem beliebigen Anpassungsabschnitt von einem Anpassungsabschnitt zwischen der Außenumfangsoberfläche des auf der Seite der Spitze angeordneten Lagers (9a) und der Innenumfangsoberfläche des Gleitelements (26, 26a-26g), einem Anpassungsabschnitt zwischen dem ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) und dem zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a) und einem Anpassungsabschnitt zwischen der Außenumfangsoberfläche des Führungselements (28, 28a-28d) und der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses (3a) ein elastisches Anpassungselement (27, 27a, 27b) gehalten ist, das gegen die Schneckenradseite gerichtete Rückstellelastizität auf ein Element ausübt, das auf einer Innendurchmesserseite des Anpassungsabschnitts vorliegt.
  4. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei das Gleitelement den ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) auf der Innenumfangsoberfläche aufweist und
    wobei der zweite geneigte zylinderförmige Flächenabschnitt (32, 32a) auf einer Außenumfangsoberfläche eines Führungselements (28, 28a-28d) ausgebildet ist, das außen an das auf der Seite der Spitze angeordnete Lager (9a) angepasst ist oder einstückig mit einem Außenumfangsabschnitt des auf der Seite der Spitze angeordneten Lagers (9a) ausgebildet ist.
  5. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei in einem beliebigen Anpassungsabschnitt von einem Anpassungsabschnitt zwischen dem ersten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (30, 30a) und dem zweiten geneigten zylinderförmigen Flächenabschnitt (32, 32a) und einem Anpassungsabschnitt zwischen der Außenumfangsoberfläche des Gleitelements (26, 26a-26g) und der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses ein elastisches Anpassungselement (27, 27a, 27b) gehalten ist, das das gegen die Schneckenradseite gerichtete Rückstellkraft auf ein Element ausübt, das auf einer Innendurchmesserseite des Anpassungsabschnitts vorliegt.
  6. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei das Vorspannmittel (25, 25a-25h) den Spitzenabschnitt der Schneckenwelle (6a) in Richtung des Schneckenrads (4) in eine Richtung einer Halbierenden (LD) zwischen
    einem Vektor (C) einer in einer virtuellen Ebene, die im rechten Winkel auf die Schneckenwelle (9a) steht, wirkenden Kraftkomponente (F') einer auf die Schneckenwelle (9a) durch den Kämmabschnitt zwischen dem Schneckenrad (4) und der Schnecke (5) ausgeübten Kämmreaktionskraft, wenn das Lenkrad (1) in eine Richtung nach rechts oder links gedreht wird,
    und einem Vektor (D) einer in einer virtuellen Ebene, die im rechten Winkel auf die Schneckenwelle (9a) steht, wirkenden Kraftkomponente (F') einer auf die Schneckenwelle (9a) durch den Eingriffsabschnitt ausgeübten Kämmreaktionskraft, wenn das Lenkrad (1) in die andere Richtung nach rechts oder links gedreht wird,
    vorspannt.
  7. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gleitelement (26, 26a-26g) teilweise zylinderförmig ausgebildet ist.
  8. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, die zumindest die Merkmalsgruppe ia) umfasst, oder nach Anspruch 7, wobei, wenn ein Außenumfangsabschnitt auf einer Seitenfläche eines einzelnen plattenförmigen Elements (49) mit einer der Basisseite der Schneckenwelle (9a) entgegengesetzten Endfläche von den zwei Endflächen des Gleitelements (26, 26a-26g) in axialer Richtung in Kontakt gebracht wird, das Vorspannelement (29, 29a) das Gleitelement über das plattenförmige Element (49) in Richtung der Basisseite der Schneckenwelle (9a) vorspannt.
  9. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst:
    eine Abdeckung (21), die eine äußere Endöffnung der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses (3a) verschließt,
    wobei sich das Vorspannelement (29, 29a) mit einer Innenoberfläche eines Bodenplattenabschnitts der Abdeckung (21) in Kontakt befindet und
    wobei ein Kontaktabschnitt, in dem eine der Basisseite der Schneckenwelle (9a) entgegengesetzte Endfläche des Gleitelements (26, 26a-26g) mit einem Außenumfangsabschnitt der Seitenfläche des plattenförmigen Elements (49) in Kontakt steht, und ein Kontaktabschnitt, in dem das Vorspannelement (29, 29a) mit der Innenoberfläche des Bodenplattenabschnitts der Abdeckung (21) in Kontakt steht, in Längsrichtung der Schneckenwelle (9a) in Bezug aufeinander versetzt sind.
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